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1、第二节氮及其化合物知识点一氮气及氮的固定1 .氮元素的位置、结构与存在(1)氮元素位于元素周期表的一周期、第一族。氮原子的最外电子层有一电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过与其他原子相互结合构成物质。(2)氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的和中。2 .氮气的物理性质N2是一种无色、无味的气体，p(N2)Vp(空气)，难溶于水。3 .氮气的结构与化学性质N2的结构N2的结构式为,氮氮键很难断裂，化学性质很稳定。(2)化学性质N2在等条件下，N2获得足够的能量，使N三N断裂。写出N2与
2、Mg、H2、02反应的化学方程式。;O4.氮的固定：将大气中的氮转化为的过程。(1)自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨。(2)人工固氮：人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，最重要的人工固氮途径就是O知识点二一氧化氮和二氧化氮1.物理性质颜色状态气味毒性水溶性NO一色气态溶NO2色气态气味溶2.化学性质(I)NO在空气中易转化为红棕色的NO2,反应方程式为2NO+O2=2NO20(2)NO2与H2O反应生成HNO3和NO,反应方程式为3NCh+H2O=2HNO3+NO。知识点三氨氨的电子式为,结构式为。1 .氨的
3、物理性质(1)氨是无色、有气味的气体，密度比空气的,很容易O(2)氨极易溶于水：在常温常压下，1体积水大约可溶解体积氨。可利用喷泉实验证明NH3极易溶于水。液氨作制冷剂的原因是什么？提示：氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低。2 .氨的化学性质(I)NH3与水反应的化学方程式为o(2)NH3与酸反应生成铁盐浓氨水挥发出的NH3与浓盐酸挥发出的HCl相遇形成白烟,即NH4Cl晶体小颗粒，其反应的方程式为O氨通入稀硫酸中反应的离子方程式为o(3)氨的催化氧化氨催化氧化制HNo3的系列反应方程式依次为，o知识点四钱盐钱根离子(NH才)与酸根离子构成的化合物铁盐是农业上常用的化肥。绝
4、大多数铁盐易溶于水，受热易分解，与碱反应会放出NH3。1 .不稳定性：NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式分别为、O2 .与碱的反应(1)固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为o(2)溶液中铁盐与强碱反应的离子方程式(加热)：o稀溶液中铁盐与强碱反应的离子方程式(不加热)：。3 .铁盐与碱反应的两个应用(1)检验NH：待测液中加并,用湿润的放置于试管口，若试纸变蓝，说明溶液中含NH九(2)实验室制备NH3原理一装置一固+固气收集一向排空气法验满I-湿润的色石蕊试纸靠近试管口(变蓝)、蘸有一的玻璃棒靠近试管口(产生白)知识点五硝酸1 .物理性质颜色状态气味特性色有气味易2 .
5、化学性质(1)酸性：属于强酸，具有酸的通性，如CaeO3与HNo3反应的化学方程式为。(2)不稳定性：见光或者受热易分解，化学方程式为。所以硝酸一般保存在试剂瓶中，并放置在处。(3)强氧化性与金属反应：硝酸具有强氧化性，能与除金、粕、钛以外的大多数金属反应。a.Cu与浓硝酸反应的化学方程式为oCu与稀硝酸反应的化学方程式为ob.与Fe、Al反应：常温下，浓硝酸或浓硫酸可使铁、铝表面形成一层致密的氧化物薄膜，所以可以用铁制容器或铝制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸。当加热时，FexAl会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。常温下，Fe与稀HNO3(足量)，稀H2SO4反应的化学方程式分别为,o注浓硝酸和浓盐酸的混
6、合物(体积比为113)叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、柏等溶解。知识点六酸雨及防治1. SO2、NOx的主要来源(I)SO2:主要来源于和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼。(2)N0x:主要来源于机动车产生的尾气。2. So2、NO对人体的危害S02与NoX会引起疾病，危害人体健康，严重时会使人死亡。3. 酸雨(1)酸雨成因二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。酸雨的PHo(2)酸雨类型硫酸型酸雨：SO2SO3(或SO2H2SO3)o硝酸型酸雨：NONO20(3)酸雨危害农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化;加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆
7、的腐蚀。(4)酸雨防治工业废气排放到大气中之前，必须进行适当处理，防止有害物质污染大气。减少化石燃料的直接燃烧，如脱硫处理。【针对训练】1.2021年1月，华中农业大学农业微生物国家重点实验室韩鹤友教授课题组发表了一篇关于铁酸钻纳米酶的论文，深入解析了其在调控大豆共生固氮协同效应中的作用机制。下列转化属于固氮的是（）A.NH3NOb.n2nh3c.nono2D.NO2HNO32 .碳酸氢铉用作氮肥时，保存或使用不合理的是（）A.密封保存B.避免受热C.深施盖土D.与碱性肥料混用3 .硝酸被称为“国防工业之母”。下列有关硝酸的说法正确的是（）A.浓硝酸不能用铝制容器盛装B.稀硝酸能与金属反应放出
8、氢气C.稀硝酸能使红色石蕊试纸变蓝D.浓硝酸需保存在棕色试剂瓶中4 .无色的混合气体甲可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N?中的某几种。将100mL气体甲经过下图所示的实验处理，结果得到酸性溶液，且几乎无气体剩余。则气体甲的组成为足量浓硫酸A. NHv NO2、N2B.NHv No2、CO2C. NHr NO、CO2D.NO、Co2、N2足量NaQ?气显棕体红色5 .NH,是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法正确的是()C!NHClI0HNO-N11-l学PINaHCO,瞥Naac0,IA. NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B. NH4CI、HNO3和NaH
9、CO3受热时都易分解C. NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原发应D.图中所涉及的盐类物质均可与Ca(OH)2发生反应6.在通风橱中进行下列实验:Fe表面产生大量无色气Fe表面产生少量红棕色气泡，液面上方变为红棕色泡后，很快停止下列说法不正确的是()A.I中气体由无色变红棕色的化学方程式为2N0+0?2NO2BJI中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C.过量的铁与稀硝酸反应生成亚铁盐D.对比I、11中的现象，说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸7.研究氮的循环和转化对生产、生活有重要的价值。I.氨是重要的化工原料。某工厂用氨制硝酸和钱盐的流程如图所示：I.气I口国设备1、3中发
10、生反应的化学方程式分别是、；设备2中通入的物质A是。II.氨氮废水的处理是当前科学研究的热点问题之一。氨氮废水中的氮元素多以NH：和NHrH2O的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如下:（1）过程的目的是将NH；转化为N%,并通过鼓入大量热空气将氨气吹出，写出NH：转化为N&的离子方程式：O（2）过程中加入NaCIO溶液可将氨氮化合物转化为无毒物质，反应后含氮元素、氯元素的物质的化学式分别为、o（3）图中含余氯废水中含有NaCIO,则X可选用（填序号）的溶液达到去除余氯的目的。a.K0Hb.Na2SO3c.KMnO4d.NaCl8.部分含氮物质及所含氮元素的化合价如图所示，试回答下列问题：气元
11、素的化合价-3UB简单氯化物总质制化物酸&物质的类别（1）写出A、B的化学式：A,BO（2）请写出电的一种用途：；从N元素的化合价分析，电具有氧化性和还原性，请举一例说明N2具有氧化性：（用化学方程式表示）。（3） HNo3与图中的物质C常用于检验Cr的存在，则C的化学式为o（4） 2021年5月，我国的火星探测器“天问一号”成功登陆火星，其中制冷温度低、质量小、符合航天要求的制冷机是由云南省有关单位负责研制的。液态的B可用作某些行业的制冷剂。下列关于B的说法错误的是（填序号）。A.极易溶于水B.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红C.可用于工业制硝酸D.可用于生产氮肥（5）含3价氨元素的物质可以是B,
12、也可以是钱盐。只用种试剂，将NH1、（NH4）2COrNaWOa、Nacl这4种盐的溶液区分开（可加热），这种试剂可以是（填序号）。A.NaOH溶液B. AgNO,溶液C. CaJ溶液D.Ca(OH)2溶液9.SCR(选择性催化还原)和NSR(NO、储存还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NoX排放。按要求回答下列问题。(1) SCR工作原理如图所示：氧化处理后的尾气 (NO,O等)尿素水溶液N?、HQ尿素CO(NH2)2水溶液在加热条件下反应生成N&和CO2,该反应的化学方程式为反应器中N&还原NO2的化学方程式为o当燃油中含硫量较高时，尾气中SO?在作用下会形成(NH)So一使
13、催化剂中毒。用化学方程式表示(NHJSO4的形成：O尿素溶液的浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M=60gmoL)含量的方法如下:取华尿素溶液，将所含的氮元素完全转化为NH-所得NM用过量的匕mLmolPH2SO4溶液吸收完全，剩余叫。4用KmLgmoILNaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是。(2) NSR工作原理如图所示：No,储存No,还原通过BaO和Ba(NO5)2的相互转化实现NoA的储存和还原。储存NOv的物质是用也模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NoJ的催化还原过程，该过程分两步进行，下图表示该过程相关物质的浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的凡与Ba(No)的
14、物质的量之比是O10.某课外活动小组在实验室用如图所示装置快速制取NH,并验证NH的某些性质，同时还收集到少量纯净的氮气。（1）用生石灰和浓氨水制取N&的原理为O（2）实验进行一段时间后，观察到装置C中黑色氧化铜粉末变为红色，装置F中无水硫酸铜变为蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象,写出装置C中发生反应的化学方程式：,该反应说明NH,具有（填序号）。A碱性B.还原性C.氧化性D.不稳定性（3）装置D中浓硫酸的作用是o（4）欲在最后的出气导管口处收集到干燥、纯净的氮气，收集方法是（填序号）。A.排空气法B.排水法C.用气囊收集（5）装置E的作用是,装置F的作用主要
15、是。答案以及解析1 .答案：B解析：固氮指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，B项符合题意。2 .答案：D解析：碳酸氢钱易吸湿分解，所以应低温、避光、密封保存，A、B、C项合理；碳酸氢镂易与碱反应放出氨气，所以不能与碱性肥料混用，D项不合理。3 .答案：D解析：常温下，浓硝酸能使铝发生钝化，可用铝制容器盛装浓硝酸，A项错误；稀硝酸具有强氧化性，不能与金属发生置换反应产生氢气，B项错误；稀硝酸显酸性，不能使红色石蕊试纸变蓝，C项错误；浓硝酸见光易分解，需保存在棕色试剂瓶中，D项正确。4.答案：C解析：二氧化氮是红棕色的气体，所以无色的混合气体甲中一定不存在二氧化氮，硫酸和碱性气体能反应，所
16、以100mL气体甲经过足量的浓疏酸，剩余气体为80mL,说明气体甲中一定有NM存在且体积为20mL,二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Naq12CO2-2Na2CO,+O2,一氧化氮无色，可与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮，通过足量的过氧化钠后气体显红棕色，说明气体甲中有NO、CO2,排水法收集气体，且几乎没有气体剩余，说明气体甲中没有N-综上所述可知，C项符合题意。5 .答案：C解析：NaHCOa不是化肥，A项错误；NazCO,受热不易分解，B项错误；N&和Ne)?在一定条件下可发生氧化还原反应生成N?和HQ,C项正确；NaQ与Ca(OH)2不反应，D项错误。
17、6 .答案：D解析：无色的No遇氧气生成红棕色气体NO2,I中气体由无色变红棕色的化学方程式2NOO2-2NO2,A项正确；【中现象说明Fe在浓硝酸中钝化，B项正确；铁被稀硝酸氧化生成硝酸铁，过量的铁把硝酸铁还原为硝酸亚铁，C项正确；硝酸越浓，氧化性越强，则浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，D项错误。催化剂4NO + 6H2O; HNO3+ NH3 = NH4NO3;空气7.答案：I.4NH3+5O211.(1)NH；+OH-=NH3T+也0(2) N25NaCl(3)b催化齐IJ解析：I.设备1中N%和发生反应，化学方程式为4N+50,4NO+6HQ；设备3中HNO3和NH3发生反应，化学方程式为H
18、No+N&=NH4NO,；设备2中发生的反应为4NO+3O?+2HQ-4HNo3,所以通入的物质A是0?或空气。11.(l)过程的目的是将NH；转化为N5,并通过鼓入大量热空气将氨气吹出，NH；转化为NH3的离子方程式为NH：+OH=NH3H2Oo(2)过程中加入NaCIO溶液可将氨氮化合物转化为无毒物质，反应的化学方程式为3NaClO2NHrH2O=3NaCl+N2+5H2O,所以含氮元素、氯元素的物质的化学式分别为N2、NaCL(3)含余氯废水中含有NaQ0,要除去NaQo需加入还原性物质Na?S03。8.答案：(1)NO；NH,点燃t(2)作保护气(合理即可)；N2+3H2.2NH,(或
19、3Mg+N2q=Mg3NQ(3) AgNO5(4) B(5) D解析：(1)由图可知，A为NO,B为NH3。(2)通常情况下N2的化学性质很稳定，可作保护气。(3)实验室中常利用硝酸酸化的AgNo3溶液检验CJ(4)常温常压下氨是一种极易溶于水的气体，A项正确；氨的水溶液显弱碱性，则氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B项错误；NH,具有还原性，在加热和有催化剂的条件下，能被氧气氧化生成一氧化氮和水，氮的催化氧化是工业制硝酸的基础，C项正确；氨可与酸反应生成钱盐，则氨可用于生产氮肥，D项正确。(5)加热时氢氧化钠溶液能与碳酸镀溶液或氯化锈溶液反应产生有刺激性气味的气体,氢氧化钠溶液与碳酸钠溶液或氯
20、化钠溶液混合均无明显现象，无法区分，A项不符合题意；硝酸银溶液与这四种溶液混合均会产生沉淀，无法区分，B项不符合题意；氯化钙溶液能与碳酸镂溶液或碳酸钠溶液反应产生白色沉淀，氯化钙溶液与氯化铉溶液或氯化钠溶液混合均无明显现象，无法区分，C项不符合题意；加热时氢氧化钙溶液与氯化镂溶液反应产生有刺激性气味的气体，加热时氢氧化钙溶液与碳酸核溶液反应产生白色沉淀和有刺激性气味的气体，氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应产生白色沉淀，氢氧化钙溶液与氯化钠溶液混合无明显现象，可以区分，D项符合题意。火、Z-X催化剂9.答案：(1)(I)CO(NH2)2+H2O=CO2+2NH.(g)8NH3+6NO27N2+12H
21、2O;2SO2+O2+4NH+2H2O=2(NH4)2SO4.3(2CMz5%a(2)Ba0；8:1解析：(1)根据题意可知，反应物为HQ和CO(NH生成物为N&和CO2,反应条件为加热，结合元素守恒可写出该反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2OCO22NH.根据题意可知，反应物为Nh和NO-生成物为N?和催化剂H2O,反应需在催化剂作用下进行，化学方程式为8N+6N作7N2+12凡。；根据题意可知，NH3、SO2、和HQ反应生成(NHJSO4,化学方程式为2SO2+O24NH52H2O=2(NH4)2SO4.根据题意可知，加入硫酸的总物质的量为c1V1XIO-3mol,NaOH反应消耗硫
22、酸的物质的量为坐1,因此与N%反应的硫酸的物质的量为(CMXIo一一经券mol,根据关系式Co(NH)2NH3H2SO4,可得”CO(NH)=卜MX炉-坐IwJmO1,因此尿素溶液中溶质的质量分数为CMXKrJCM ；一Og笠XWO% = 3（2然 -CM）%(2)由题图可以看出，No,在BaC)中储存，在Ba(NOj中还原，因此储存NOA的物质为BaO;由题图可知，Ba(NO3%在第一步反应中被也还原为NH,根据得失电子守恒，1molBa(NO)转化成NH3得到的电子为2molx8=16mol,Imol氢气失去2mol电子，因此消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为8:lo10.答案：
23、(1)生石灰与浓氨水中的水反应放出大量的热，使NH3H2O受热分解生成NH3,又由于温度升高，N&的溶解度减小，从溶液中逸出(2)3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2；B(3)干燥N2,并吸收多余的氨气，防止其污染空气(4)C(5)干燥NH3；检验装置C中是否有水生成解析：分析实验过程如下：F 主要检脸生成的oI干燥N2 ,并除去多余的均(I)Cae)与浓氨水中的水反应生成Ca(OH)2,同时放出大量的热，使NH3也0受热分解生成N&,又由于温度升高，N&的溶解度减小，从溶液中逸出。(2)装置C中的CUO与N5发生反应，CUO转化为Cu,NH,转化为N2,同时有H?O生成，在该反应中CUo得到电子，NH,失去电子，表现出N&的还原性。(3)多余的N&被装置D中的浓硫酸吸收，防止其逸出而污染环境，同时浓硫酸能干燥N-(4)N2的密度与空气相近，不能用排空气法进行收集，排水法收集到的电中有水蒸气,故只有用气囊收集才能得到干燥、纯净的N2。(5)装置E中盛放的是碱石灰，其作用是吸收NM中的水蒸气，干燥NH一装置F中盛放的无水硫酸铜与HQ作用变为蓝色，所以装置F的作用主要是检验装置C中是否有也0生成。
